本任务通过认识支架的机械图样并绘制其三维模型来掌握组合体的形体分析方法，并能正确绘制组合体的三视图。能用AutoCAD绘制支架三视图。能对支架进行三维建模。1）利用形体分析法绘制组合体视图按形体分析法画组合体的三视图时，要注意以下两个顺序：一是组成组合体的各基本几何体的画图顺序。一般按组合体的形成过程先画基础形体的三视图，再画其他叠加或切割的几何体的三视图。画肋板的三视图时，要特别注意三个视图的画图顺序。......
2023-06-24
如何绘制球阀阀芯的三视图并建立三维模型？
【摘要】：任务描述球阀阀芯在介质管路中起调节与控制的作用。本任务通过认识球阀阀芯机械图样并绘制其三维模型，来进一步掌握曲面立体图形和相贯线的绘制，并能完整、正确地标注尺寸。表2-4-3 圆球面截交线任务实施绘制如图2-4-6所示的球阀阀芯的三视图。2-4-6 球阀阀芯模型的创建和保存：打开Inventor软件，在如图2-4-7所示的窗口中点击开始创建三维模型。
任务描述
球阀阀芯在介质管路中起调节与控制的作用。启闭件是一个球体，球体由阀杆带动同时围绕着阀体轴线做旋转运动，通过旋转的角度完成球阀启闭。本任务通过认识球阀阀芯机械图样并绘制其三维模型，来进一步掌握曲面立体图形和相贯线的绘制，并能完整、正确地标注尺寸。
任务目标
（1）掌握复杂曲面立体的投影画法。
（2）熟悉截交线三视图的表达方法。
（3）掌握曲面立体类零件的尺寸标注及技术要求。
（4）能读懂阀类零件图的结构特点。
（5）能用AutoCAD绘制球阀阀芯的三视图。
（6）能对球阀阀芯进行三维建模。
相关理论知识点
知识点一 圆柱面截交线
1.平面切割圆柱体
圆柱体被平面切割，柱面与平面的截交线有表2-4-1所示的3种情况。
表2-4-1 柱面与平面的截交线
（1）当截平面与圆柱体的轴线垂直时，截交线为圆。
（2）当截平面与圆柱体的轴线平行时，截交线为矩形。
（3）当截平面与圆柱体的轴线倾斜时，截交线为椭圆。
例2.4.1 根据图2-4-1所示的立体图，绘制其三视图。
图2-4-1 立体图
形体分析：基础形体为圆柱体，先用一个侧平面和水平面切去一角，侧平面和柱面的交线为线段，水平面和柱面的交线为圆弧；再用两个正平面和一个水平面切出一个矩形槽，矩形槽的侧面和柱面的交线为线段，槽的底面与柱面的交线为圆弧，如图2-4-2所示。
图2-4-2 形体分析
画图步骤（见图2-4-3）：
（1）主视图的投射方向由图2-4-3可知，先画出未切割前圆柱体的三视图。
图2-4-3 画图步骤
（2）画切角的投影。切角的投影要先画主视图，再画俯视图，然后由主视图和俯视画左视图，最后擦去主视图中切去的轮廓线。
（3）画矩形切槽的投影。矩形切槽的投影要先画左视图，再画俯视图，主视图由俯视图和左视图求出（主视图中，矩形切槽的底面不可见，因此要画成虚线）。
（4）整理轮廓线，将切去的轮廓线擦除并加深图线。
例2.4.2 根据图2-4-4所示的立体图，绘制其三视图。
图2-4-4 立体图
形体分析和线面分析：基础形体为圆柱体，用一个水平面和正垂面切去一角，水平面和柱面的交线为线段，截断面形状为矩形；正垂面和柱面的交线为椭圆弧。椭圆弧的圆心为O点，O点在圆柱体的轴线上，长轴的端点为A，A点在圆柱面的最上方素线上（柱面对V面的转向轮廓线），短轴的端点为B和C，B、C点在柱面最后和最前素线上（柱面对H面的转向轮廓线），E、F是椭圆弧的端点，也是水平截断面和柱面交线的端点。
画图步骤（见图2-4-5）：
图2-4-5 画图步骤
（1）主视图的投射方向由图2-4-4已知，先画出没有切割之前圆柱体的三视图。根据图2-4-4所示的立体图，在主视图上确定截断面的位置和投影。
（2）绘制左视图：矩形截断面在左视图中为直线，椭圆弧截交线在左视图中为圆弧。
（3）由主视图和左视图绘制俯视图。椭圆弧截交线的俯视图仍为椭圆弧，可先求出截交线上的特殊点（转向轮廓线上的点和交线的端点），再求出一些一般位置点，求一般位置点时可利用对称性求出对称点，然后用曲线板光滑连接各点。
（4）整理轮廓线，将切去的轮廓线擦除并加深图线。
2.圆锥面截交线
圆锥体被平面切割时，锥面与平面的截交线可分为如表2-4-2所示的5种情况：
表2-4-2 锥面与平面的截交线
注：α为截断面和圆锥面轴线的夹角，β为圆锥锥角的1/2。
（1）当截平面过圆锥体的锥顶时，截断面为等腰三角形。
（2）当截平面垂直于圆锥体的轴线时，截断面为圆。
（3）当截平面与圆锥体的轴线所成的角大于1/2锥角时，截交线为椭圆。
（4）当截平面与圆锥体的轴线所成的角等于1/2锥角，即截断面与圆锥体的某条素线平行时，截交线为抛物线。
（5）当截平面与圆锥体的轴线平行，但不过锥顶时，截交线为双曲线。
3.圆球面截交线
圆球体被平面切割，不论截平面处于什么位置，球面和截平面的空间交线总为圆。当圆球体被投影面平行面切割时，截断面在与其平行的投影面上的投影为圆，在其他两个投影面上的投影为直线；当圆球体被投影面垂直面切割时，截断面在其垂直的投影面上的投影为直线段，在其他两个投影面上的投影为椭圆，如表2-4-3所示。
表2-4-3 圆球面截交线
任务实施
绘制如图2-4-6所示的球阀阀芯的三视图。
根据图2-4-6建立其三维模型。
2-4-6 球阀阀芯
（1）模型的创建和保存：打开Inventor软件，在如图2-4-7所示的窗口中点击【零件】开始创建三维模型。
图2-4-7 创建零件模型
点击窗口左上角【文件】，在如图2-4-8（a）所示的菜单中，点【保存】按钮将弹出如图2-4-8（b）所示的对话框，设置完成后点击【保存】按钮，完成模型的保存。
图2-4-8 保存
（2）绘制模型草图：点击【三维模型】菜单下的
，在图2-4-9（a）中的坐标系中，选择水平的XZ平面作为草图平面，在草图菜单中点击
，在窗口垂直的黑色线条交叉处点击（XZ坐标系原点）作为绘图起点，输入圆的半径20 mm，绘制一条过圆心直线作为旋转轴，完成效果如图2-4-9（b）所示。点击
结束草图绘制。
图2-4-9 绘制模型草图
（3）创建旋转特性：点击【三维模型】中的
，在弹出的特性对话框中，按照图2-4-10（a）进行设置，设置完成后，点击【确定】完成旋转特性的创建，创建的球体如图2-4-10（b）所示。
图2-4-10 创建旋转特性
（4）创建参考（修剪）平面：如图2-4-11所示，展开原始坐标系，选择YZ平面，点击平面工具中的【从平面偏移】，设置偏移的距离为16 mm，点击完成创建。
图2-4-11 创建参考平面
（5）球体的切割：点击【三维模型】中的
，在弹出的对话框中进设置，如图2-4-12（a）所示。重复第（4）、（5）步完成球体另一边的修剪，完成效果如图2-4-12（b）所示。
（6）使用拉伸特性制作通孔：在图2-4-12（b）中任意修剪平面上完成直径为20 mm的圆的草图绘制，如图2-4-13（a）所示，点击【三维建模】菜单中的
，进行如图2-4-13（b）所示的设置，并进行拉伸即可完成通孔制作。
图2-4-12 球体的切割
图2-4-13 制作通孔
（7）制作顶部凹槽：点击【原始坐标系】中的YZ平面，并完成如图2-4-14（a）所示的草图绘制。使用拉伸特性对材料进行去除，设置如图2-4-14（b）所示，最后通过对材质和外观进行设置，最终完成效果如图2-4-14（c）所示。
图2-4-14 制作顶部凹槽
任务评价
任务评价单见表2-4-4。
表2-4-4 任务评价单
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